電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及新技術的應用探析

劉 偉 楊英男

（重慶大學城市科技學院電氣信息學院，中國 重慶 402167）

0 前言

電力系統(tǒng)是我國國名經(jīng)濟的基石。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。現(xiàn)代社會需要的是安全可靠經(jīng)濟的電能。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電輸電變電配電及用電等5部分組成。電力系統(tǒng)是一個具有復雜的大系統(tǒng)由于用戶的不斷增加的需求，電網(wǎng)對于技術的要求水平也提出了越來越高的要求。

1 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢總的發(fā)展趨勢的特點研究

1.1 電力系統(tǒng)自動化的圖形化特點

因為電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程的正式啟動，電力系統(tǒng)的調(diào)度管理、數(shù)據(jù)計算分析呈現(xiàn)出傳輸路徑的交叉性，信息更新越來越高速這樣的幾種特點。在計算機技術和通信技術的快速發(fā)展下，電力系統(tǒng)技術整合也在蓬勃發(fā)展著。電力系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理上已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)的處理方式，而是使用圖形化處理這樣的新技術，這樣看到圖形，電力系統(tǒng)管理者就能了解電力系統(tǒng)的變化發(fā)展趨勢，也就能對未來電力系統(tǒng)軟件開發(fā)帶來絲絲先機。

1.2 電力系統(tǒng)自動化的遠程化特點

過去電力系統(tǒng)的硬件平臺大部分是計算機，外加使用擴展測控法對接口電路工作開展監(jiān)測。此類的設計有很多的優(yōu)勢，這種類型的設計的周期很長，擴展性也很好。但是這樣的設計方式也具有著高成本、大體積、大功耗以及靈動性差的多種缺點?，F(xiàn)在，正是有著網(wǎng)絡技術的不斷更新和電子技術的不斷進步，遠動終端設備已經(jīng)變?yōu)樵絹碓浇咏顑?yōu)化、智能化和小型化、協(xié)調(diào)化。因此，建立在此基礎之上的電力系統(tǒng)也具備了遠程化的特點，使電力系統(tǒng)自動化在控制系統(tǒng)方面的發(fā)展更加貼近智能化。

1.3 電力系統(tǒng)自動化的分布化特點

發(fā)電率范圍在幾十兆瓦至幾千瓦之間并且模型較小的發(fā)電單元，它的地點處于用戶周圍還有有高效和可靠特點的稱為電力系統(tǒng)自動化技術分布化。分布式發(fā)電主要包括以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機、太陽能發(fā)電、微型燃氣輪機和風力發(fā)電等等的其他一些發(fā)電方式。這種發(fā)電技術具有很好的靈活性，能夠給與用戶各不相同的感受。還能為邊遠商業(yè)區(qū)域提供可靠的電力資源，讓他們使用具有再生特點的資源進行多次發(fā)電，這樣的電能還具有穩(wěn)定度高的特點，是具有分度化的特色。極端及技術、新材料技術和電力電子技術都要作為支柱技術被在其中使用。

2 電力系統(tǒng)與新技術的結合

2.1 與智能計算機的結合

計算機視覺技術就是與智能計算機的結合之一。使用計算機視覺技術能夠方便的獲得多種圖像信息。在電力系統(tǒng)中應用計算機視覺技術。目前，計算機視覺技術使用在電力系統(tǒng)中的作用是修改遙控系統(tǒng)在此同時提高它的性能。這主要表現(xiàn)在使用在線監(jiān)測和開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視，紅外圖像監(jiān)測是電力設備在線監(jiān)測常用方法中效果最好的。它既有這使用方便，又有著精準度較高的特點。紅外圖像識別方面主要就是使用計算機視覺技術，這樣能取得較好的效果。計算機視覺技術的工作原理是在科學獲取電力設備實時紅外圖像和電力設備正常工作時圖像后，將兩者開展對比。如果出現(xiàn)不正常。也就因此能夠證明電力設備出現(xiàn)問題。第開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視是使用微波雙鑒探測器進行協(xié)助,將差分圖像以及流光法一起使用對移動物體開展監(jiān)測。如果出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，那么系統(tǒng)就可以識別出來，并且警告我們。因為計算機視覺技術還處于起步階段，其存在一定的不足之處。雖然計算機視覺技術發(fā)展迅速，但計算機視覺技術發(fā)展的并不完善，因為圖像識別自身的復雜性的原因，所以現(xiàn)階段還不能實現(xiàn)完全的無人操作。正是因為有著這些原因，在大多數(shù)情況下，計算機視覺技術只能夠作為一種輔助技術。

2.2 與微機保護系統(tǒng)的結合

在電力系統(tǒng)自動化技術發(fā)展速度過快并且伴隨著相關微機設備應用范圍越來越普遍的情況下。人們越來越嚴格的要求微機保護系統(tǒng)。更簡單的說，也就是原有的電力系統(tǒng)自動化技術當中的微機保護系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需要。人們需要的微機保護系統(tǒng)應該具備更加牢靠與穩(wěn)定的可以對通信進行保護的能力。這樣才能夠達到人們希望人機互動的效果。這樣的系統(tǒng)在對硬件提高出高要求的同時也對軟件業(yè)產(chǎn)生了更加具體的要求。例如，我國在上世紀末將第一套微機線路保護設備投入使用，并且該設備因為性能占據(jù)極大的優(yōu)勢從而獲得世界各國用戶的普遍認可。

在繼電保護設備中，我們更加需要完善的問題就是設備的實時性。設備的實時性直接關乎電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，它直接受到其影響。假如設備實時性出現(xiàn)缺陷，會給電力系統(tǒng)帶來難以補救損失的可能性?，F(xiàn)階段在我國電力系統(tǒng)中應用的嵌入式系統(tǒng)通常來說主要為C/C++語言。這是因為該系統(tǒng)不僅靈活性高并且可移植性也很強。同時該系統(tǒng)還使用了能夠隨時改變的模塊化，目的在于處理好各種存在可能性會產(chǎn)生的問題但是卻又不能夠進行更換的難題。在提供便利的同時也能夠盡最大的努力滿足用戶各種要求。

2.3 與GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)的結合

GPS的全稱是全球定位系統(tǒng)。這是一個衛(wèi)星系統(tǒng)。它能具有導航、定位、授時等功能的原因是它可以保證在地球上任意一點都可以同時被觀測到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技術具有的優(yōu)點。正是在這些優(yōu)點的幫助下，它才能在各類大地測量控制網(wǎng)獲得加強改造，也因此具有了較為普及的應用。目前，GPS技術出現(xiàn)了一個不斷進步的境地,而將GPS技術使用到電力系統(tǒng)當中的條件也越來越松。電力系統(tǒng)使用GPS動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)后取得效果很好。不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)開展實時且有效的監(jiān)控，同時還能夠?qū)PS定位技術的精準度高并且效率快以及成本低的優(yōu)勢完全體現(xiàn)出來?？梢詫茌爡^(qū)內(nèi)的大地測量控制電網(wǎng)進行合理的監(jiān)測。電力系統(tǒng)使用GPS動態(tài)安全監(jiān)控技術后?；贕PS的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)指的是電力系統(tǒng)采用GPS所實現(xiàn)的光纖通信技術和同步測量技術。電力系統(tǒng)的動態(tài)安全監(jiān)測管理主要包括動態(tài)相量測量系統(tǒng)、定時系統(tǒng)、中央信號處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)四個部分的內(nèi)容。使用GPS和EMS監(jiān)控系統(tǒng)能夠做到對數(shù)據(jù)的動態(tài)、集中處理、定時等，為相量的控制提供條件。實現(xiàn)動態(tài)檢測是我們必須做的，同時也是是電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。

動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS。各種各樣的電磁暫態(tài)故障記錄器和集中在穩(wěn)態(tài)運行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)目前主是在錄音的過程中使用的監(jiān)控工具。前面具有記錄數(shù)據(jù)冗余，記錄時間短，缺乏溝通不同的錄音機，讓困難分析系統(tǒng)作為一個整體的動態(tài)特性：后者記錄數(shù)據(jù)刷新間隔時間，但是用于系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。很難分析整個系統(tǒng)的動態(tài)行為的原因是都有一個共同的、缺乏精確的時間戳之間的聯(lián)合不同位置即記錄數(shù)據(jù)只是部分有效。新一代的基于GPS動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是一個相結合的新的和現(xiàn)有的SCADA的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。在這樣的新技術下，GPS同步相量測量技術和光纖通訊技術和實施總量控制提供了條件。

在大型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和振動監(jiān)測中常用的GPS系統(tǒng)的研究獲得了一定的成果。在現(xiàn)實生活中已投入運行，例如GPS同步相量測量裝置監(jiān)控系統(tǒng)在南方電網(wǎng)投運。中國南方電網(wǎng)功率角振蕩天骨干接觸線己廣泛應用在網(wǎng)格中的500千伏線路可以在實時調(diào)度中心觀察。

3 結語

電力系統(tǒng)自動化技術無疑具有著很大的潛力在計算機技術、信息技術、控制技術的發(fā)展下，也將有更多的技術出現(xiàn)。隨著它們的出現(xiàn)，電力系統(tǒng)將更加自動化，為人們提供更好的電能。

［1］張杰,趙奕磊,高麗莉.電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及新技術的應用[J].應用技術,2011.

［2］楊育.淺談電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及新技術研究[J].河南科技,2012.